יישום טכנולוגיות סלולריות לשיפור מראה הצלקות

המדע המודרני מאופיין בהתפתחות מהירה של מספר תחומים קשורים, המאוחדים תחת השם הכללי "ביוטכנולוגיה". תחום זה של המדע, המבוסס על ההישגים האחרונים בתחום הביולוגיה, הציטולוגיה, הגנטיקה המולקולרית, ההנדסה הגנטית וההשתלות, שואף לנצל את הפוטנציאל העצום הטמון בתאי צמחים ובעלי חיים - היחידות המבניות הבסיסיות של כל היצורים החיים. "תא חי הוא כור ביוטכנולוגי מוכן שבו מתממשים לא רק התהליכים המובילים להיווצרות התוצר הסופי, אלא גם מספר אחרים המסייעים בשמירה על הפעילות הקטליטית של המערכת ברמה גבוהה", - ג'ון וודוורד, 1992. תחילתה של מדע התא הונחה בשנת 1665, כאשר הפיזיקאי האנגלי ר. הוק יצר את המיקרוסקופ הראשון וגילה תאים - צלולות ("תאים") בפקק. בשנת 1829, מ. שליידן וט. שוואן איששו את "תיאוריית התא", שהוכיחה שכל היצורים החיים מורכבים מתאים. בשנת 1858, ר. וירכו הוכיח שכל המחלות מבוססות על הפרה של הארגון המבני והמטבוליזם של התאים. הוא הפך למייסד "הפתולוגיה התאית". תרומה מהותית למדע התא נעשתה בשנים 1907-1911 על ידי ר. הריסון וא.א. מקסימוב, שהוכיחו את האפשרות לגדל תאים מחוץ לגוף. עבודתם הראתה שלצורך גידול תאים, יש להפריד מכנית רקמות של בעלי חיים וחלקי צמחים לחתיכות קטנות. כדי לבודד תאים, הרקמות נחתכות בעזרת סכין חדה או מיקרוטום לחתיכות דקות, בגודל של כ-0.5-1.0 מ"מ. הפרדה פיזית של תאים נקראת קיבוע. תאים מבודדים מתקבלים על ידי פיזור אנזימטי של חתיכות צמחים או רקמות. לאחר טחינה במספריים חדות, החלקים מטופלים בטריפסין או קולגנאז כדי לקבל תרחיף - תרחיף של תאים בודדים או מיקרו-אגרגטים שלהם במדיום מיוחד. ג'לים של אלגינט (אלגינט סידן) נמצאים בשימוש נרחב לקיבולת תאי צמחים. הוכח שתאי צמחים ובעלי חיים מקובעים שומרים על היכולת לבצע ביוסינתזה. תוצרי ביוסינתזה תאית מצטברים בתאים, הביטוי שלהם מתרחש באופן ספונטני או בעזרת חומרים מיוחדים המקדמים חדירות מוגברת של קרומי התא.

גידול תאי בעלי חיים הוא תהליך מורכב הרבה יותר מגידול תאי צמחים, הדורש ציוד מודרני מיוחד, טכנולוגיה מתקדמת, נוכחות של מצע גידולים שונים וגורמי גדילה שנועדו לשמר את חיוניות התאים ולשמור עליהם במצב של פעילות תפקודית גבוהה. נמצא שרוב תאי הרקמות המוצקות, כגון רקמות כליה, כבד ועור, תלויים בפני השטח, ולכן ניתן לגדל אותם במבחנה רק בצורה של יריעות דקות או שכבות חד-צדדיות הקשורות ישירות לפני השטח של המצע. תוחלת החיים, התפשטותם ויציבותם התפקודית של תאים המתקבלים על ידי פיזור אנזימטי של רקמות תלויים במידה רבה במצע עליו הם גדלים. ידוע שלכל התאים המתקבלים מרקמות בעלי חוליות יש מטען פני שטח שלילי, ולכן מצעים טעונים חיוביים מתאימים לקיבועם. תאים מבודדים המתקבלים ישירות מרקמות שלמות ניתנים לשמירה בתרבית ראשונית במצב מקובע תוך שמירה על ספציפיות ורגישות גבוהות למשך 10-14 ימים. תאים מקובעים ותלויי פני השטח ממלאים תפקיד מרכזי בביולוגיה כיום, במיוחד במחקר קליני. הם משמשים לחקר מחזורי התפתחות תאים, ויסות הצמיחה וההתמיינות שלהם, הבדלים תפקודיים ומורפולוגיים בין תאים נורמליים לתאים סרטניים. שכבות חד-תאיות מקובעות משמשות בבדיקות ביולוגיות, לקביעה כמותית של חומרים פעילים ביולוגית, וכן לחקר ההשפעה של תרופות ורעלים שונים עליהם. רופאים מכל התחומים גילו עניין רב בתא כגורם טיפולי במשך עשרות שנים. טכנולוגיות תאים מתפתחות כיום במהירות בכיוון זה.

ראשית הטיפול ברקמות ובתאים קשורה לשמו של המדען הרוסי המפורסם ו.פ. פילטוב, אשר בשנת 1913 הניח את יסודות דוקטרינת הטיפול ברקמות, וחקר את תוצאות השתלות הקרנית מתורמים בריאים לחולים עם קטרקט. בתהליך העבודה עם השתלות קרנית, הוא גילה כי קרנית שנשמרה בקור במשך 1-3 ימים בטמפרטורה של -2-4 מעלות צלזיוס משתרשת טוב יותר מאשר קרנית טרייה. לפיכך, התגלתה תכונתם של תאים להפריש חומרים מסוימים בתנאים קשים המעוררים תהליכים חיוניים ברקמות המושתלות וחומרים רגנרטיביים ברקמות המושתלות. רקמות ותאים המופרדים מהגוף נמצאים במצב של לחץ, כלומר, פעילות חיונית איטית. זרימת הדם בהם נעצרת, ולכן התזונה. נשימת הרקמות קשה ביותר, העצבוב והטרופיזם מופרעים. בהיותם במצב איכותי חדש, תוך הסתגלות לתנאי קיום חדשים, תאים מייצרים חומרים מיוחדים בעלי תכונות רפואיות. חומרים אלה בעלי אופי לא חלבוני נקראו על ידי ו.פ. פילטוב ממריצים ביוגניים. הוא קבע יחד עם VV Skorodinskaya כי חומר מבעלי חיים וצמחים ניתן לאוטוקלב בחופשיות בטמפרטורה של 120 מעלות צלזיוס למשך שעה לאחר שמירתם בתנאים קשים, והם לא רק שלא איבדו פעילות, אלא להיפך, הגבירו אותה, דבר שהוסבר על ידי שחרור של חומרים ממריצים ביולוגיים מרקמות משומרת. בנוסף, הם איבדו תכונות אנטיגניות, מה שהפחית משמעותית את האפשרות לדחייה. חומר סטרילי משומר הוכנס לגוף על ידי השתלה (פלנטציה) מתחת לעור או בצורת הזרקות של תמציות, עם תוצאות מספקות. כמו כן התגלה כי רקמות עובר מכילות מספר גדול משמעותית של חומרים פעילים ביולוגית מאשר רקמות של פרטים בוגרים, וכמה גורמים נמצאים רק בעוברים. רקמות עובר מחוסנות אינן נתפסות על ידי האורגניזם של המקבל כזרות עקב היעדר חלבונים האחראים על ספציפיות המין, הרקמה והפרט (חלבונים של קומפלקס ההיסטוקומפטביליות העיקרי) בקרומים הציטופלזמיים. כתוצאה מכך, חיסון רקמות עובר מן החי באורגניזם האנושי אינו מפעיל מנגנוני הגנה חיסונית ותגובות של אי-התאמה ודחייה. סגן נשיא פילטוב השתמש רבות בשליה ובעור אנושיים בקליניקה הרפואית שלו. סדרות הטיפול כללו 30-45 הזרקות של תמציות רקמה ו-1-2 השתלות של רקמות שעברו אוטוקלאב.

לאחר שהחל את מחקריו עם רקמות ותאים אנושיים ובעלי חיים, הוא העביר את ההכללות שלו לעולם הצמחים. הוא ערך ניסויים עם חלקים חיים של צמחים (אלוורה, בננה, אגבה, צמרות סלק, ערבה וכו'), ויצר עבורם תנאים לא נוחים, והניח עלים חתוכים במקום חשוך, מכיוון שהצמח זקוק לאור לתפקודיו החיוניים. הוא גם בודד חומרים ממריצים ביוגניים מבוץ וכבול בשפך הנהר, בשל העובדה שבוץ וכבול נוצרים בהשתתפות מיקרופלורה ומיקרופאונה.

טיפול ברקמות קיבל סבב חדש בפיתוחו בסוף שנות ה-70, כאשר הידע והניסיון שנצברו במשך עשרות שנים אפשרו שימוש ברקמות ותאים של בעלי חיים וצמחים ברמה איכותית חדשה לטיפול בבני אדם ולהארכת תוחלת החיים הפעילה שלהם. לפיכך, בכמה מרפאות מקומיות ובמספר מרפאות זרות, נשים בגיל המעבר הפיזיולוגי עם תסמונת קלימקטרית או על רקע כריתת שחלות החלו לעבור טיפול ברקמות עם רקמות עובריות של השליה, ההיפותלמוס, הכבד, השחלות, התימוס ובלוטת התריס כדי להאט את תהליך ההזדקנות, התפתחות טרשת עורקים, אוסטאופורוזיס, תפקוד לקוי של מערכת החיסון, האנדוקרינית והעצבים. באחת ממרפאות הגרינטוקוסמטולוגיה היוקרתיות ביותר במערב אירופה, זריקות של תמציות המתקבלות מרקמות עובריות של בלוטות המין של ראמים משמשות לאותן מטרות במשך מספר עשורים.

בארצנו, טיפול ביו-סטימולציה מצא גם הוא יישום נרחב. עד לאחרונה, חולים במחלות שונות קיבלו רשומות באופן פעיל לזריקות של תמציות שליה, אלוורה, קלנצ'ו, סדום מייג'ור (ביוסד), FiBS, תזקיק פלואידי, פלואידין, כבול, הומיסול שהוכנו לפי שיטתו של VP פילטוב. כיום, כמעט בלתי אפשרי לרכוש בבתי מרקחת את תכשירי הרקמה הביתיים היעילים והזולים הללו ממקור מן החי, הצומח והמינרלי.

הבסיס להפקת תכשירים ביוגניים שונים מרקמות אנושיות ואיברים מיובאים, כגון רומלון (מרקמת סחוס ומח עצם), אקטובגין (מדם עגל), סולקוזריל (תמצית דם בקר), כמו גם תכשירים מקומיים - גוף הזגוגי (מגוף הזגוגי של עין הבקר), קרקול (מקרנית הבקר), ספלנין (מטחול הבקר), אפיתלמין (מהאזור האפיתלמוס-אפיפיזי) הם גם מחקרו של סגן נשיא פילטוב. המאפיין המאחד את כל תכשירי הרקמות הוא ההשפעה הכללית על הגוף כולו. לפיכך, "טיפול ברקמות" של האקדמאי סגן נשיא פילטוב היווה את הבסיס לרוב ההתפתחויות והכיוונים המודרניים בכירורגיה, אימונולוגיה, מיילדות וגינקולוגיה, גרונטולוגיה, קומבוסטולוגיה, דרמטולוגיה וקוסמטולוגיה הקשורים לתא ולתוצרי הביוסינתזה שלו.

בעיית השתלת הרקמות העסיקה את האנושות מאז ימי קדם. כך, בפפירוס אברס, משנת 8,000 לפנה"ס, כבר יש אזכור לשימוש בהשתלת רקמות כדי לפצות על פגמים באזורים בודדים בגוף. ב"ספר החיים" של המדען ההודי סושרוטה, שחי 1,000 שנה לפנה"ס, יש תיאור מפורט של שיקום האף מעור הלחיים והמצח.

הצורך בעור תורם גדל באופן יחסי לעלייה במספר הניתוחים הפלסטיים והמשחזרים. בהקשר זה, החלו להשתמש בעור גופות ועובר. היה צורך לשמר משאבי תורמים ולמצוא דרכים להחליף עור אנושי ברקמות של בעלי חיים, ואפשרויות שונות למידול עור. ובכיוון זה פעלו מדענים כאשר בשנת 1941 פ. מדובר הדגים לראשונה את האפשרות הבסיסית של גידול קרטינוציטים במבחנה. השלב החשוב הבא בפיתוח טכנולוגיות תאיות היה עבודתם של קאראסק מ. וצ'רלטון מ., שבשנת 1971 ביצעו את ההשתלה המוצלחת הראשונה של קרטינוציטים אוטולוגיים מתרבית ראשונית על פצעי ארנבת, תוך שימוש בג'ל קולגן כמצע לגידול CC, מה ששיפר את התפשטות התאים בתרבית. ג'. ריינבולד. ה. גרין. פיתחו טכנולוגיה לגידול סדרתי של כמויות גדולות של קרטינוציטים אנושיים. בשנת 1979, גרין ושותפיו למחקר גילו את הסיכויים לשימוש טיפולי בתרבית תאי קרטינוציטים בשיקום עור במקרים של כוויות נרחבות, ולאחר מכן טכניקה זו, שהשתפרה כל הזמן, החלה לשמש מנתחים במרכזי כוויות בחו"ל ובארץ שלנו.

בתהליך חקר תאים חיים, נמצא כי תאים מייצרים לא רק גירויים ביוגניים ממקור שאינו חלבוני, אלא גם מספר ציטוקינים, מתווכים, גורמי גדילה ופוליפפטידים, אשר ממלאים תפקיד חשוב בוויסות ההומאוסטזיס של האורגניזם כולו. נמצא כי תאים ורקמות שונים מכילים ביו-רגולטורים פפטידיים, אשר בעלי מגוון רחב של פעולות ביולוגיות ומתאמים את תהליכי ההתפתחות והתפקוד של מערכות רב-תאיות. עידן השימוש בתרבית תאים כחומר טיפולי החל. בארצנו, השתלת תרחיף פיברובלסטים ושכבות תאי קרטינוציטים רב-שכבתיות אומצה בקומבוסטולוגיה בעשורים האחרונים. עניין פעיל שכזה בהשתלת תאי עור לחולי כוויות מוסבר על ידי הצורך בסגירה מהירה של משטחי כוויות גדולים ומחסור בעור תורם. האפשרות לבודד תאים מחתיכת עור קטנה המסוגלת לכסות משטח פצע הגדול פי 1000 או אפילו פי 10,000 משטח עור התורם הוכחה כאטרקטיבית וחשובה מאוד עבור קומבוסטולוגיה וחולי כוויות. אחוז ההשתלה של שכבת הקרטינוציטים משתנה בהתאם לאזור הכוויה, גילו ובריאותו של המטופל, מ-71.5 עד 93.6%. העניין בהשתלת קרטינוציטים ופיברובלסטים קשור לא רק לאפשרות לסגור במהירות פגם עורי, אלא גם לעובדה שלשתלים אלו יש פוטנציאל פעיל ביולוגית רב עוצמה לשיפור מראה הרקמות המתקבלות כתוצאה מההשתלה. היווצרות כלי דם חדשים, הקלה בהיפוקסיה, שיפור הטרופיזם, התבגרות מואצת של רקמה לא בשלה - זהו הבסיס המורפו-פונקציונלי לשינויים חיוביים אלה המתרחשים עקב שחרור גורמי גדילה וציטוקינים על ידי התאים המושתלים. לפיכך, הודות להכנסת טכנולוגיות תאיות מתקדמות להשתלת שכבות רב-תאיות של קרטינוציטים ופיברובלסטים אוטולוגיים ואלוגניים על משטחי פצע גדולים לפרקטיקה הרפואית, הצליחו מומחי צריבה לא רק להפחית את שיעור התמותה של קורבנות כוויות עם אחוז גבוה של נגעי עור, אלא גם לשפר איכותית את רקמת הצלקת המתרחשת באופן בלתי נמנע באתר כוויות בדרגות IIb ו-IIIa ו-b. הניסיון של רופאי קומבוסטיולוגיה שהתקבל בטיפול במשטחי פצעים בחולי כוויות הציע את הרעיון להשתמש בשיטת גרין שכבר עברה שינוי בפרקטיקה דרמטולוגית-כירורגית עבור מגוון פתולוגיות עוריות וקוסמטיות (כיבים טרופיים, ויטיליגו, שברים, אפידרמוליזה בולוסית, הסרת קעקועים, שינויים בעור הקשורים לגיל, ולשיפור מראה הצלקות).

לשימוש בקרטינוציטים אלוגניים בכירורגיה, קומבוסטולוגיה ודרמטוקוסמטולוגיה יש מספר יתרונות על פני השימוש בקרטינוציטים אוטולוגיים, מכיוון שניתן להכין את החומר התאי מראש בכמויות בלתי מוגבלות, לשמר אותו ולהשתמש בו במידת הצורך. ידוע גם כי לקרטינוציטים אלוגניים יש פעילות אנטיגנית מופחתת, שכן כאשר הם גדלים במבחנה הם מאבדים תאי לנגרהנס, שהם נשאים של אנטיגני קומפלקס HLA. השימוש בקרטינוציטים אלוגניים נתמך גם על ידי העובדה שהם מוחלפים בתאים אוטולוגיים לאחר השתלה, על פי מחברים שונים, תוך 10 ימים עד 3 חודשים. בהקשר זה, נוצרו כיום בנקי תאים במדינות רבות, שבזכותם ניתן לקבל השתלות תאים בכמות הנדרשת ובזמן הנכון. בנקים כאלה קיימים בגרמניה, ארה"ב ויפן.

העניין בשימוש בטכנולוגיות תאיות בדרמטוקוסמטולוגיה נובע מהעובדה ש"קומפוזיציות תאיות" נושאות פוטנציאל ביו-אנרגטי ואינפורמטיבי רב עוצמה, שבזכותו ניתן להשיג תוצאות טיפול חדשות באיכותן. אוטוקינים המופרשים על ידי תאים מושתלים (גורמי גדילה, ציטוקינים, תחמוצת חנקן וכו') פועלים בעיקר על הפיברובלסטים של הגוף עצמו, ומגבירים את פעילותם הסינתטית והפרוליפרטיבית. עובדה זו מושכת במיוחד את החוקרים, שכן הפיברובלסטים הם תא מפתח בדרמיס, שפעילותם התפקודית קובעת את מצב כל שכבות העור. ידוע גם שלאחר פגיעה בעור באמצעות צריבה, לייזר, מחט ומכשירים אחרים, העור מתמלא בתאי גזע טריים של פיברובלסטים ממח עצם, רקמת שומן ופריציטים נימיים, מה שתורם ל"הצערה" של מאגר תאי הגוף. הם מתחילים באופן פעיל לסנתז קולגן, אלסטין, אנזימים, גליקוזאמינוגליקנים, גורמי גדילה ומולקולות פעילות ביולוגית אחרות, מה שמוביל להידרציה מוגברת וכלי דם של הדרמיס, ומשפר את חוזקו.